高中化学知识点全梳理

高中化学知识体系丰富且繁杂，涵盖多个关键板块，下面将系统地梳理这些重要知识点，助力同学们构建完整的知识框架。

化学基本概念

物质的组成与分类

物质由原子、分子、离子等微粒构成。纯净物具有固定的组成和性质，可分为单质和化合物；混合物则由多种物质混合而成，无固定组成和性质。例如，氧气是纯净物中的单质，而空气是由氮气、氧气、二氧化碳等多种气体组成的混合物。

根据物质的组成和性质，化合物又可细分为酸、碱、盐、氧化物等。酸在水溶液中能电离出氢离子，如盐酸（HCl）；碱能电离出氢氧根离子，如氢氧化钠（NaOH）；盐是由金属阳离子（或铵根离子）与酸根阴离子组成，像氯化钠（NaCl）；氧化物由两种元素组成，其中一种是氧元素，例如二氧化碳（CO_2）。

化学用语

1. 元素符号：是表示元素的特定符号，如H代表氢元素，O代表氧元素。

2. 化学式：用元素符号表示物质组成的式子。例如，水的化学式为H_2O，表示一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成。

3. 化学方程式：用化学式表示化学反应的式子，体现了化学反应中物质的变化和质量守恒定律。如氢气在氧气中燃烧的化学方程式为2H_2 + O_2 \stackrel{点燃}{=\!=\!=} 2H_2O，表明两个氢分子和一个氧分子反应生成两个水分子。

物质的量

1. 物质的量（n）：是国际单位制中七个基本物理量之一，表示含有一定数目粒子的集合体，单位为摩尔（mol）。

2. 阿伏伽德罗常数（N_A）：1mol任何粒子的粒子数，近似值为6.02×10^{23}mol^{-1}。例如，1mol氧气中含有的氧分子数约为6.02×10^{23}个。

3. 摩尔质量（M）：单位物质的量的物质所具有的质量，单位为g/mol 。数值上等于该物质的相对原子质量或相对分子质量。如氧气的摩尔质量为32g/mol。

4. 气体摩尔体积（V_m）：在一定温度和压强下，单位物质的量的气体所占的体积。标准状况（0℃、101kPa）下，气体摩尔体积约为22.4L/mol 。例如，标准状况下，1mol氢气的体积约为22.4L。

5. 物质的量浓度（c）：以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量，单位为mol/L 。计算公式为c(B)=\frac{n(B)}{V}，其中n(B)是溶质B的物质的量，V是溶液的体积。

化学基本理论

氧化还原反应

1. 本质与特征：氧化还原反应的本质是电子的转移（得失或偏移），特征是元素化合价的升降。例如，在2Na + Cl_2 \stackrel{点燃}{=\!=\!=} 2NaCl反应中，钠元素化合价从0价升高到+1价，失去电子被氧化；氯元素化合价从0价降低到 -1价，得到电子被还原。

2. 相关概念：氧化剂是得到电子（或化合价降低）的物质，具有氧化性；还原剂是失去电子（或化合价升高）的物质，具有还原性。氧化产物是还原剂被氧化后的产物，还原产物是氧化剂被还原后的产物。

3. 电子转移表示方法：常用双线桥法和单线桥法表示电子转移。双线桥法是从反应物指向生成物，标明得失电子情况；单线桥法是从还原剂指向氧化剂，只标明电子转移总数。

离子反应

1. 电解质与非电解质：在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物叫做电解质，如酸、碱、盐等；在上述两种情况下都不能导电的化合物是非电解质，如蔗糖、酒精等。

2. 离子方程式：用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子。书写时，先写出化学方程式，然后将易溶于水、易电离的物质拆写成离子形式，删去不参加反应的离子，检查电荷守恒和原子守恒。例如，盐酸与氢氧化钠反应的离子方程式为H^+ + OH^- = H_2O 。

3. 离子共存：离子之间不能发生反应生成沉淀、气体、弱电解质，不能发生氧化还原反应等，才能大量共存。如Ba^{2+}与SO_4^{2 - }会生成硫酸钡沉淀，不能大量共存。

化学反应与能量

1. 化学反应中的能量变化：化学反应伴随着能量变化，通常表现为热量的变化，分为放热反应和吸热反应。常见的放热反应有燃烧反应、中和反应、金属与酸的反应等；吸热反应有Ba(OH)_2·8H_2O与NH_4Cl的反应、大多数分解反应等。

2. 热化学方程式：表明反应所放出或吸收热量的化学方程式。书写时要注明反应物和生成物的状态、反应热的数值和单位。例如，H_2(g) + \frac{1}{2}O_2(g) = H_2O(l) \ \Delta H = - 285.8kJ/mol ，表示1mol氢气和\frac{1}{2}mol氧气反应生成1mol液态水时放出285.8kJ的热量。

3. 燃烧热与中和热：燃烧热是指101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量；中和热是指在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成1mol水时所放出的热量。

化学反应速率和化学平衡

1. 化学反应速率：表示化学反应进行快慢的物理量，用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示，单位为mol/(L·s)或mol/(L·min) 。计算公式为v = \frac{\Delta c}{\Delta t}，其中\Delta c是浓度变化量，\Delta t是时间变化量。

2. 影响化学反应速率的因素：内因是反应物本身的性质；外因有浓度、压强（对于有气体参加的反应）、温度、催化剂等。增大反应物浓度、增大压强、升高温度、使用催化剂通常能加快化学反应速率。

3. 化学平衡：在一定条件下，当正、逆反应速率相等时，反应体系中各物质的浓度不再随时间变化而变化，达到一种表面静止的状态。化学平衡是动态平衡，v(正)=v(逆)\neq0 。

4. 化学平衡的移动：当外界条件（如浓度、压强、温度）改变时，化学平衡会发生移动。根据勒夏特列原理，若改变影响平衡的一个条件，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。例如，增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动；升高温度，平衡向吸热反应方向移动。

水溶液中的离子平衡

1. 弱电解质的电离平衡：弱电解质（如醋酸、一水合氨）在水溶液中部分电离，存在电离平衡。电离平衡常数（K）是衡量弱电解质电离程度的物理量，K越大，电离程度越大。例如，醋酸的电离方程式为CH_3COOH\rightleftharpoons CH_3COO^ - + H^+，其电离平衡常数K=\frac{c(CH_3COO^ - )·c(H^ + )}{c(CH_3COOH)} 。

2. 水的电离和溶液的酸碱性：水是一种极弱的电解质，存在电离平衡H_2O\rightleftharpoons H^ + + OH^ - 。在一定温度下，水的离子积常数（K_w）为定值，K_w = c(H^ + )·c(OH^ - )，常温下K_w = 1×10^{ - 14} 。溶液的酸碱性取决于c(H^ + )和c(OH^ - )的相对大小，c(H^ + )\gt c(OH^ - )时溶液呈酸性，c(H^ + ) = c(OH^ - )时溶液呈中性，c(H^ + )\lt c(OH^ - )时溶液呈碱性。

3. 盐类的水解：在溶液中，盐电离出的离子与水电离出的H^ +或OH^ -结合生成弱电解质的反应，叫做盐类的水解。盐类水解是中和反应的逆反应，通常是吸热反应。例如，醋酸钠溶液中，醋酸根离子水解的离子方程式为CH_3COO^ - + H_2O\rightleftharpoons CH_3COOH + OH^ - ，使溶液呈碱性。

4. 难溶电解质的溶解平衡：难溶电解质（如AgCl）在水中存在溶解平衡AgCl(s)\rightleftharpoons Ag^ + (aq) + Cl^ - (aq) 。溶度积常数（K_{sp}）反映了难溶电解质在水中的溶解能力，K_{sp}只与温度有关。当Qc\gt K_{sp}时，有沉淀生成；Qc = K_{sp}时，达到溶解平衡；Qc\lt K_{sp}时，沉淀溶解。

常见无机物及其应用

金属及其化合物

1. 钠及其化合物

- 钠：具有银白色金属光泽，密度比水小，熔点低，化学性质活泼，能与氧气、水等发生剧烈反应。与氧气反应，常温下生成氧化钠（4Na + O_2 = 2Na_2O），加热时生成过氧化钠（2Na + O_2 \stackrel{\Delta}{=\!=\!=} Na_2O_2）；与水反应的化学方程式为2Na + 2H_2O = 2NaOH + H_2↑，现象为浮、熔、游、响、红。

- 过氧化钠：淡黄色固体，能与水和二氧化碳反应放出氧气，常用作呼吸面具和潜水艇中的供氧剂。反应方程式分别为2Na_2O_2 + 2H_2O = 4NaOH + O_2↑，2Na_2O_2 + 2CO_2 = 2Na_2CO_3 + O_2 。

- 碳酸钠和碳酸氢钠：碳酸钠（Na_2CO_3）俗称纯碱、苏打，碳酸氢钠（NaHCO_3）俗称小苏打。二者都能与酸反应，但碳酸氢钠与酸反应的速率更快。碳酸氢钠受热易分解，化学方程式为2NaHCO_3 \stackrel{\Delta}{=\!=\!=} Na_2CO_3 + H_2O + CO_2↑ ，可用于鉴别二者。

2. 铝及其化合物

- 铝：具有良好的导电性、导热性和延展性，在空气中能形成一层致密的氧化膜，具有抗腐蚀性。能与强酸、强碱溶液反应放出氢气，与盐酸反应的化学方程式为2Al + 6HCl = 2AlCl_3 + 3H_2↑，与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为2Al + 2NaOH + 2H_2O = 2NaAlO_2 + 3H_2↑ 。

- 氧化铝：两性氧化物，既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水。与盐酸反应的化学方程式为Al_2O_3 + 6HCl = 2AlCl_3 + 3H_2O，与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为Al_2O_3 + 2NaOH = 2NaAlO_2 + H_2O 。

- 氢氧化铝：两性氢氧化物，既能与酸反应又能与碱反应。实验室常用氯化铝溶液和氨水反应制备氢氧化铝，化学方程式为AlCl_3 + 3NH_3·H_2O = Al(OH)_3↓ + 3NH_4Cl 。

3. 铁及其化合物

- 铁：在氧气中燃烧生成四氧化三铁（3Fe + 2O_2 \stackrel{点燃}{=\!=\!=} Fe_3O_4），在潮湿的空气中易生锈。能与盐酸、稀硫酸等反应生成亚铁盐和氢气，如Fe + 2HCl = FeCl_2 + H_2↑ 。

- 铁的氧化物：常见的有氧化亚铁（FeO）、氧化铁（Fe_2O_3）和四氧化三铁（Fe_3O_4）。氧化铁俗称铁红，常用作红色颜料；四氧化三铁具有磁性，又称磁性氧化铁。

- 铁的氢氧化物：氢氧化亚铁（Fe(OH)_2）是白色絮状沉淀，在空气中易被氧化为氢氧化铁（Fe(OH)_3），现象是白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，化学方程式为4Fe(OH)_2 + O_2 + 2H_2O = 4Fe(OH)_3 。氢氧化铁为红褐色沉淀。

- 铁盐和亚铁盐：亚铁盐（如FeCl_2）溶液呈浅绿色，具有还原性，能被氯气等氧化剂氧化为铁盐（如2FeCl_2 + Cl_2 = 2FeCl_3）；铁盐（如FeCl_3）溶液呈黄色，具有氧化性，能与铁、铜等发生反应，如2FeCl_3 + Fe = 3FeCl_2，2FeCl_3 + Cu = 2FeCl_2 + CuCl_2 ，可用于刻蚀印刷电路板。

非金属及其化合物

1. 氯及其化合物

- 氯气：黄绿色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，能溶于水。化学性质活泼，具有强氧化性，能与大多数金属和非金属发生反应。与铁反应生成氯化铁（2Fe + 3Cl_2 \stackrel{点燃}{=\!=\!=} 2FeCl_3），与氢气反应生成氯化氢（H_2 + Cl_2 \stackrel{点燃或光照}{=\!=\!=} 2HCl ，光照时会发生爆炸）。

- 氯水：氯气的水溶液，新制氯水中含有Cl_2、HClO、H_2O、H^ +、Cl^ -、ClO^ -、OH^ -等微粒，具有酸性、氧化性、漂白性等。次氯酸（HClO）具有强氧化性和漂白性，不稳定，见光易分解（2HClO \stackrel{光照}{=\!=\!=} 2HCl + O_2↑）。

- 漂白粉：主要成分是氯化钙（CaCl_2）和次氯酸钙[Ca(ClO)_2]，工业上用氯气与石灰乳反应制备（2Cl_2 + 2Ca(OH)_2 = CaCl_2 + Ca(ClO)_2 + 2H_2O），其有效成分是次氯酸钙，在空气中与二氧化碳和水反应生成次氯酸，从而起到漂白和消毒作用（Ca(ClO)_2 + CO_2 + H_2O = CaCO_3↓ + 2HClO）。

2. 硫及其化合物

- 硫：淡黄色固体，不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳。在空气中燃烧生成二氧化硫（S + O_2 \stackrel{点燃}{=\!=\!=} SO_2）。

- 二氧化硫：无色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，易溶于水，是酸性氧化物。能与水反应生成亚硫酸（SO_2 + H_2O\rightleftharpoons H_2SO_3），能使品红溶液褪色，加热后又恢复红色，可用于检验二氧化硫。具有还原性，能被氧气、氯水、高锰酸钾等氧化剂氧化，如2SO_2 + O_2 \stackrel{催化剂}{\underset{\Delta}{\rightleftharpoons}} 2SO_3 。

- 硫酸：浓硫酸具有吸水性、脱水性和强氧化性。能与铜在加热条件下反应（Cu + 2H_2SO_4(浓)\stackrel{\Delta}{=\!=\!=} CuSO_4 + SO_2↑ + 2H_2O），能使铁、铝在常温下发生钝化。

3. 氮及其化合物

- 氮气：空气中含量最多的气体，化学性质稳定，在一定条件下可与氢气、氧气等发生反应。工业上合成氨的反应为N_2 + 3H_2 \stackrel{高温高压}{\underset{催化剂}{\rightleftharpoons}} 2NH_3 。

- 氨气：无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，其水溶液呈碱性，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。能与酸反应生成铵盐，如NH_3 + HCl = NH_4Cl 。实验室常用氯化铵和氢氧化钙固体混合加热制取氨气（2NH_4Cl + Ca(OH)_2 \stackrel{\Delta}{=\!=\!=} CaCl_2 + 2NH_3↑ + 2H_2O）。

- 硝酸：具有强氧化性、挥发性和酸性。浓硝酸见光或受热易分解